第十章 高精度数字式电参数测量仪.pdf

《冶金自动化》 20 10年1 高精度数字式电参数测量仪 徐　骅, 孟凡荣, 彭　力 (武汉大学 电子信息学院, 湖北 武汉 430079) 摘要:以 控制核心, 结合外围判断电路、电流测量、 电阻测量、电压测量、频率测量电路、显示模块, 共 同完成了数字式电参数测试仪的相应功能。 其中, 电压模块采用精确的 1211 24 -, 实现精 度达到 6位半的电压测量, 电流模块采用经典/转换原理, 在误差容许的范围内, 很好地实现了小电流的测 量。 其中电阻测量模块采用电压比较法原理, 频率测量采用测周法与等精度法相结合的原理。 关键词:判断电路;;1211 　　目前对各项电参数的测量多采用手持式万用 电表或者台式高精度电表。 由于大多数手持式万 用电表精度较低, 而台式高精度电表又不便于携 带, 且检测装置成本较高, 对于一般用户并不适 用。 本装置结合精确的电流转电压电路, 高精度 转换电路, 采用等精度法, 测周法, 智能信号 识别技术和必威体育精装版的软核技术完成了高集成 度和高精度的电参数测量仪的设计。 本系统极大 地提高了测量各种电参数的精度, 并且由于使用 了 32软核技术, 使整个系统集成度大大提高, 功 图 1　系统框图 耗上比台式高精度电表要低很多, 便于制作成高 钟脉冲记数, 最终记数值 即 被测信号的频率 精度手持式电参数测试仪。 1　系统工作原理 值。 原理图如图2所示。 高精度数字式电参数测量仪的系统框图如图 1所示, 它由内嵌的软核、自定义控 图 2　直接测周法原理 制单元、外围驱动单元、模拟信号测量单元和信号 类型自动判定单元组成。 电路结构比较简单, 软件控制易于实现。 测 系统通电自动复位后进入由软核驱动信 量误差 =Δ/, ( 时钟脉冲的最终记数值, 号类型自判断电路, 对信号类型进行自判断。 之 Δ 误记部分 )。 对低频信号的测量比较准确, 后将进入相应的测量电路部分再由 转换得 但对于高频信号(频率 10 ), 值太小, 测量 到精确的电压值进行高精度测量。 而后由自 精度很低。 动进行多量程转换, 并由显示逻辑实时显示电参 (2 )等精度测量法 数的值。 键盘的设置是方便使用人员进行手动选 原理如图 3所示。 将被测信号同产生 择所需要的量程范围和对仪器进行复位操作。 的预置门控信号通过一个 触发器, 得到与被测 1.1　频率测量原理 信号同步的门控电平 , 在这个门控电平时间 (1)测周法 内, 对被测频率和标准频率的信号同时开始记数, 其原理是在被测信号一个周期内对标准的时 若和 分别 记数值, 则有如下公式成立: 　　 　　 收稿日期:2009 -09-2 1;修改稿收到日期:2009-11-06 作者简介:徐　骅 (1987-), 男, 湖北武汉人, 主要研究方向 嵌入式仪器、大规模集成电路。 ·20 3 ·